Научные основы ресурсосберегающей технологии однослойных стеклокомпозиционных функциональных покрытий для металлов

• Автор: Яценко, Елена Альфредовна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 352 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОДНОСЛОЙНЫХ СТЕКЛОКОМПОЗИЦИОННЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ. ИХ СИНТЕЗ, МЕХАНИЗМ СЦЕПЛЕНИЯ И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИИ МЕТАЛЛПОКРЫТИЕ

1.1. Проблема защиты металлов в различных объектах и областях их службы.

1.2. Особенности синтеза и свойства покрытий для однослойного эмалирования.

1.3. Процессы формирования стеклокомпозиционных покрытий и сцепления с металлами

1.4. Выводы

1.5. Цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Исходные материалы и их характеристики

2.2. Методология работы. Методы исследований.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ОДНОСЛОЙНЫХ ЛЕГКОПЛАВКИХ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, ИХ ФОРМИРОВАНИЕ И СВОЙСТВА.
3.1. Научные основы синтеза составов стекломатриц в системе ЯВзА0зБЮ2ТЮ2Р5 для получения белых легкоплавких однослойных эмалей и изучение их физикохимических свойств.
3.1.1. Синтез стекломатриц для легкоплавких стеклоэмалей. Влияние полищелочного эффекта на свойства стекломатриц
3.1.2. Влияние i и степени связанности каркаса стекломатриц на глушение однослойных белых легкоплавких эмалевых покрытий
3.1.3. Роль Р5 в процессе глушения однослойных белых легкоплавких эмалевых покрытий
3.1.4. Физикохимические свойства синтезированных стеклокристаллических эмалей.
3.2. Формирование однослойных эмалевых покрытий на стали
3.2.1. Исследование влияния способов предварительной обработки стали на прочность сцепления композиции сталь однослойная легкоплавкая эмаль
3.2.2. Физикохимическая сущность механизма формирования однослойных эмалей на стали в зависимости от способа подготовки поверхности
3.3. Выводы.
ГЛАВА 4. ЗАЩИТНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ НЕКОРРОЗИОННОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ ПРИ РЕЖИМАХ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.
4.1. Исследование процессов высокотемпературного синтеза однослойных ЗТП и изменения их пористости в зависимости от вида и соотношения стеклосвязок и огнеупорных наполнителей
4.2. Зависимость термического расширения и усадки ЗТП от их структуры, вида и соотношения стеклосвязок и огнеупорных наполнителей
4.3. Исследование защитного действия синтезированных покрытий
4.4. Механизм формирования контактного слоя защитных технологических покрытий с эффектом самоотслаивания на стали.
4.5 Выводы
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ ОДНОСЛОЙНЫХ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЖАРОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ
МЕДНЫХ ИНДУКТОРОВ, ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ИХ
ФОРМИРОВАНИЯ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
5.1. Синтез составов стекломатриц для эмалирования медных индукторов путем изучения электрофизических свойств стекол в многокомпонентной системе Ме МеО В2О3 А0з БЮг.
5.2. Изучение процессов, протекающих при формировании стеклоэмалевого покрытия на меди
5.3. Механизм сцепления стеклоэмалевых покрытий с медью.
5.4. Выводы.
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ОДНОСЛОЙНЫХ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЛЕГКОПЛАВКИХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ АЛЮМИНИЯ И ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ.
6.1. Исследование закономерностей формирования стекол на основе многокомпонентных систем КА0зВзР5 для получения легкоплавких белых стеклоэмалевых покрытий для алюминия.
6.2. Изучение закономерностей процессов кристаллизации в эмалевых покрытиях для алюминия на основе разработанных стекол.
6.3. Исследование влияния различных способов предварительной обработки поверхности алюминия на прочность сцепления композиции алюминий однослойная легкоплавкая эмаль.
6.4. Изучение влияния фазового состава и структуры контактного слоя на механизм формирования системы алюминий покрытие.
6. 5. Модификация разработанных составов стеклоэмалевых покрытий с целью повышения прочностных характеристик.
6.6. Выводы.
ГЛАВА 7. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ ОДНОСЛОЙНЫХ СТЕКЛОКОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ
МЕТАЛЛОВ
7.1. Опытнопромышленная апробация и внедрение однослойных легкоплавких стеклокристаллических покрытий для стальных изделий
7.2. Опытнопромышленная апробация и внедрение защитных технологических покрытий временного действия
7.3. Опытнопромышленная апробация и внедрение однослойных стеклокристаллических жаростойких покрытий для меди.
7.4. Опытнопромышленная апробация и внедрение однослойных стеклокристаллических легкоплавких покрытий для алюминия
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Все эти эмали представляют собой свинцовосиликатные или свинцовоборосиликатные стекла, для повышения химической стойкости которых в состав вводят соединения лития и оксида титана. По данным исследований В. В. Гузеева , такие легкоплавкие стекла легко применяются для спаивания стеклянных деталей и в качестве плавней для керамических красок. Эти эмали могут быть использованы для покрытия деталей машин, для диэлектрических прослоек и покрытий, а также для художественных, ювелирных и других декоративных изделий. Однако в настоящее время применение свинецсодержащих силикатных и боросиликатных эмалей, даже для технических и художественных изделий, ограничивается. Бессвинцовые силикатные эмали для алюминия существенно отличаются от эмалей для стали и чугуна. ТКЛР потребовали разработки специальных легкоплавких составов с высоким коэффициентом линейного расширения 9, , . Но при этом они обладают очень низкой химической стойкостью как к кислотам, так и к щелочам. Поэтому очень трудно получить легкоплавкие эмали с достаточно высокой химической стойкостью к различным средам одновременно. Обычные эмали для черных металлов представляют собой силикатные стекла, а их химическая стойкость обеспечивается достаточно высоким содержанием кремнезема, что не допускает их использование для эмалирования алюминия, т. ТКЛР эмалевого покрытия и повышают температуру обжига. Увеличение содержания оксидов щелочных металлов для снижения вязкости и температуры обжига таких эмалей значительно уменьшает химическую стойкость эмали к различным средам. В качестве бессвинцовых силикатных эмалей для алюминия чаще всего применяют многокомпонентные боросиликатные составы, в которых оксид свинца заменен оксидами двухвалентных металлов бария, цинка, кальция, стронция. Эти эмали содержат в большинстве случаев токсичные соединения бария. Эти эмали имеют несколько более высокую температуру обжига и недостаточно гладко растекаются на алюминии, но по химической стойкости и твердости в несколько раз превосходят свинецсодержащие стеклоэмалевые покрытия. В ряде опубликованных источников приведены следующие пределы содержания оксидов в бессвинцовых силикатных эмалях, мол. Юг ТЮ2 0 АО4 В3 8 ЯО Я . Чаще всего бессвинцовые силикатные эмали многокомпонентны. Эмали такого типа можно наносить на чистый алюминий без специальной обработки его поверхности. Однако введение оксида титана значительно повышает температгру обжига и способствует сильной их кристаллизации, что в некоторых случаях нежелательно. Силикатные эмали обладают высокой химической стойкостью, хорошо растекаются на алюминии и прочно сцепляются с ним, однако, как правило, имеют высокую температуру обжига. В то же время, для производства эмалированной бытовой посуды с тефлоновым покрытием внутри изделия температура обжига внешнего эмалевого покрытия не должна превышать 0. С во избежание выгорания тефлонового покрытия, температура обжига которого составляет 0. С. Кроме того, большинство силикатных эмалей имеет недостаточную растекаемость на алюминии при таких температурах обжига. Для получения легкоплавких силикатных эмалей в их состав обычно вводят оксид свинца, что нежелательно при применении таких стеклоэмалевых покрытий для эмалирования алюминиевой бытовой посуды. Покрытия на основе бессвинцовых силикатных стекломатриц также можно окрашивать в разнообразные цвета, в том числе и заглушенные при совместном введении в состав оксидов титана и алюминия. Фосфатные эмали представляют наибольший интерес для изучения. Эти эмали совершенно не содержат кремнезема, в них стеклообразователем является фосфорный ангидрид. Фосфатные эмали можно получить более легкоплавкими, чем силикатные, т. С, а фосфорный ангидрид плавится при температуре около 0 С. Все фосфатные эмали содержат как обязательный компонент оксид алюминия, что придает им химическую стойкость. Содержание кремнезема в фосфатных эмалях нежелательно, т. Легкоплавкие фосфатные эмали можно получить без добавления соединений свинца в стекломатрицу. Однако эти эмали являются, как правило, менее стойкими к щелочной среде и атмосферным воздействиям, чем силикатные.